TW201808123A - 包括有含凝膠之料匣的氣溶膠產生系統 - Google Patents

Abstract

一種用於氣溶膠產生系統的料匣，該料匣包括：一具有一第一腔室外殼的第一腔室以及一與該第一腔室分開且具有一第二腔室外殼的第二腔室，其中該第一腔室含有呈凝膠形式的氣溶膠形成基材，且其中該第二腔室含有一用於吸入之化合物來源，其中該第一與第二腔室外殼係為分開的或是可彼此分離的。設置具有可分離式腔室之兩腔室料匣總成在可傳送給使用者吸入的氣溶膠幅度上是有優勢的。

Description

包括有含凝膠之料匣的氣溶膠產生系統

本發明係關於一種氣溶膠產生系統，該系統加熱氣溶膠形成基材以產生氣溶膠。特別是，本發明係關於一種氣溶膠產生系統，該系統加熱凝膠以形成氣溶膠。

氣溶膠產生系統，例如電子煙，被廣泛地使用，該系統藉由加熱一液體配方運作以產生供使用者吸入的氣溶膠。其通常包括裝置部分以及一料匣。在一些系統中，該裝置部分含有一電源供應器並控制電子產品且該料匣包含一容納該液體配方之液體儲存槽、一用於蒸發該液體配方之加熱器以及一將液體從該液體儲存槽轉移至該加熱器的芯繩。儘管這類型的系統已成為流行，其的確有缺點。一個缺點是在傳送與儲存時液體可能從該液體儲存槽滲漏，以及當該料匣連接至該裝置部分時。使用一芯繩將液體從該儲存槽傳送至該加熱器可能增加該系統的複雜性。

在本發明的第一態樣中，其提供一種用於氣溶膠產生系統的料匣，該氣溶膠產生料匣包括：一第一腔室以及與該第一腔室分開的一第二腔室，其中該第一腔室含有凝膠形式的氣溶膠形成基材，且其中該第二腔室包含用於吸入之化合物來源。

該用於吸入之化合物來源包括尼古丁或芳香味來源兩者其中之一或者兩者都包括。

有利的是該凝膠在室溫下係為固態。在此上下文中之「固態」係指該凝膠有一穩定的大小與形狀且不會流動。該第一與第二腔室可含有不同的組成物。該第一與第二腔室可都含有凝膠。該第二腔室可含有固態材料。有利地，該第一腔室與第二腔室都不含有在室溫下非為固態的材料。

在此上下文中，一氣溶膠形成基材係為可以釋放出可形成氣溶膠之揮發性化合物的一種材料或材料混合物。該氣溶膠形成基材以凝膠形式儲備對儲存與傳送或是使用時可為有益的。藉由以凝膠形式提供該氣溶膠形成基材，可減少從該裝置滲漏的風險。當被耗盡或用完後以氣溶膠形成基材重新裝滿該該裝置亦可被改善，例如藉由降低滲漏或溢漏的風險。

該氣溶膠形成基材可以包括一氣溶膠形成物。如本文所使用，術語「氣溶膠形成物」係用來描述在使用時促進形成稠密且穩定之氣溶膠的任何適宜的已知化合物或化合物之混合物。一氣溶膠形成物可大致上可抵抗在該料匣之操作溫度下的熱降解。適宜的氣溶膠形 成物在本技術領域中係為熟知的，其包含(但不限於)：多元醇類，諸如三甘醇、1,3-丁二醇及甘油；多元醇之酯類，諸如單-、二-或三乙酸甘油酯；及單-、二-或多羧酸的脂族酯類，諸如十二烷二酸二甲酯及十四烷二酸二甲酯。較佳之氣溶膠形成物為多元醇或其混合物，如三甘醇、1,3-丁二醇，最佳為甘油或聚乙二醇。

適合在特定溫度釋放氣溶膠形成物的凝膠配方或組成物可能不是非常適合用於保留然後釋放其他化合物。藉由設置分開的腔室，一個含有氣溶膠形成物且另一個或多個其他腔室包含如尼古丁或芳香味來源化合物的其他化合物，保留與釋放都可被改善。

該第一腔室可含有除了凝膠外額外的材料或成份。

如本文中所使用，術語「氣溶膠形成料匣」係指包含打算被加熱而非被燃燒而釋放可形成氣溶膠之揮發性化合物之氣溶膠形成基材基材的物件。當所產生之氣溶膠要含有尼古丁時，將尼古丁來源含在凝膠中係為有利的。尼古丁來源可被包含於該第一與第二腔室兩者中或其中之一者中。尼古丁可被包含於該第一腔室中有氣溶膠形成物的一凝膠中，或者可被包含於該第二腔室中的一第二凝膠，或者可被包含於兩個腔室的凝膠中。因此希望藉由室溫時將尼古丁保留於凝膠中以減少含尼古丁的材料從該裝置滲漏的風險。在替代安排上，尼古丁之來源可被安置於第二腔室內，例如在一液體或固態材料中。

芳香味化合物可含在第二腔室中的凝膠內。或者或此外，芳香味化合物可被以另一種形式提供。例如，該第二腔室可含有固態菸草材料，當加熱該材料時釋放芳香味化合物。該第二腔室可含有(例如)以下各者中之一或多者：粉末、顆粒、丸粒、碎片、義大利麵條狀物(spaghetti)、條帶或薄片，其含有以下各者中之一或多者：香草葉、菸草葉、菸草主脈之片段、重組型菸草、均質型菸草、擠壓型菸草及膨脹型菸草。在第二腔室中之固態菸草材料可為寬鬆的形式。該菸草可被包含在凝膠或液體中。第二腔室可含有在加熱後釋放之額外的菸草或非菸草揮發性芳香味化合物。

該第一或第二腔室可含有(例如)包含有揮發性芳香味化合物的膠囊，且此類膠囊可(例如)在加熱時被融化而釋放其內容物。

有利地，該凝膠包括一熱可逆凝膠。意即當將該凝膠加熱至熔點溫度會成為流體，且在一膠凝溫度將再成為凝膠。該膠凝溫度較佳的是在室溫或高於室溫與常壓。在此上下文中之室溫係指攝氏25度。常壓意即一大氣壓的壓力。該熔點溫度較佳的是高於該膠凝溫度。較佳地該凝膠之熔點溫度係在攝氏50度以上、或攝氏60度或攝氏70度，且最佳地是在攝氏80度以上。此上下文中之熔點溫度意即該膠體不再是固態而開始流動的溫度。較佳的，該凝膠包括洋菜膠或洋菜醣或海藻酸鈉。該凝膠可包括結冷膠。該凝膠可包括材料的混合物。該凝膠可包括水。

該凝膠可設置成一單一區塊或可設置成多個凝膠元件，例如珠粒或膠囊。珠粒或膠囊之使用可容許由使用者簡單地再填充該第一(或第二)腔室。膠囊或珠粒之使用亦可容許使用者看到何時料匣已被使用，因為加熱接著冷卻之後凝膠化的凝膠不會形成相同的膠囊或珠粒。

當使用洋菜膠作為膠凝劑，該凝膠較佳地包含重量百分比在0.5與5%之間的洋菜膠(且重量百分比在0.8與1%之間為更佳的)。該凝膠可進一步包含重量百分比在0.1與2%之間的尼古丁。該凝膠可進一步包含重量百分比在30%與90%之間的甘油(且重量百分比在70與90%之間為更佳的)。該凝膠之剩餘部分可包含水和任何香料。

當使用結冷膠作為膠凝劑，該凝膠較佳地包含重量百分比在0.5與5%之間的結冷膠。該凝膠可進一步包含重量百分比在0.1與2%之間的尼古丁。該凝膠可進一步包含重量百分比在30%與99.4%之間的甘油。該凝膠之剩餘部分可包含水和任何香料。

在一實施例中，該凝膠包含重量百分比2%的尼古丁、重量百分比70%的甘油、重量百分比27%的水以及重量百分比1%的洋菜膠。在另一實施例中，該凝膠包含重量百分比65%的甘油、重量百分比20%的水、重量百分比14.3%的菸草以及重量百分比0.7%的洋菜膠。

有利地，該系統不包括用於傳送氣溶膠形成物至熱源或加熱器的傳送元件或機構。第一與第二腔室 的內容物在原地有利地加熱以產生所需之氣溶膠。在此上下文中在原地意即在使用之前容納該內容物之第一與第二腔室內同樣的位置。不需要毛細管芯或幫浦。有利地，該第一與第二腔室都不包括在鄰近加熱器用於容納或留存液體或凝膠的非揮發結構。

該第一與第二腔室可並排放置或一個在另一個之中或可串聯式排列使得氣流可先從一腔室通過或經過然後通過或經過另一個。

該料匣可包括在該第一與第二腔室之間的溝槽。該溝槽可被配置成容納一加熱元件。該加熱元件可被容置於該溝槽，例如當該料匣被安裝在氣溶膠形成裝置時。將加熱元件容置至一溝槽的設備可提供有效加熱，其藉由促進熱能從該加熱元件直接通過進入該第一與第二腔室內而非如加熱該系統的其他元件或環境空氣。該溝槽有利的是為一封閉凹槽。在此上下文中「封閉」意即在一端點為閉合的。一封閉溝槽的設備容許加熱元件可被屏蔽於該系統產生之氣溶膠或蒸氣之外，且可協助避免凝結物積聚在加熱器上。

料匣係可指稱一料匣總成並可包括可被分開地插入或連接至該氣溶膠產生系統之其他元件或自該元件移除的多個腔室。該料匣總成可包括除了該第一與第二腔室之外的組件。該料匣可包括一外殼。該料匣之外殼可由一或多種的材料形成。合適材料包括但不限於金屬、鋁、聚合物、聚醚醚酮(PEEK)、聚醯亞胺，諸如Kapton®、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚 丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、環氧樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂以及乙烯系樹脂。

該料匣之外殼可由一或多種導熱材料形成。該第一或第二腔室之內部可被塗覆或處理以包括包括一或多種導熱材料。使用一或多種的導熱材料以形成該料匣或塗覆該第一腔室或第二腔室之內部可有利地增加從加熱器至該腔室之內容物如凝膠的熱轉移。合適的導熱材料包括但不限於諸如鋁、鉻、銅、金、鐵、鎳及銀的金屬、諸如黃銅及鋼的合金和陶瓷或其組合。有利地，在室溫下該外殼之至少一器壁具有熱傳導率大於10瓦特每公尺每絕對溫度。在一較佳的實施例中，該外殼包括至少一由鋁形成的器壁。

在料匣被配置成感應式加熱之實施例中，該料匣之外殼可包括一感受器(susceptor)，例如一感受器層。該感受器層可諸如形成該外殼之一器壁或可為施加至該外殼之內部或外部的塗層。感受器可位於該第一或第二腔室中。舉例而言，凝膠可包括一感受器材料。

用於根據本發明之氣溶膠產生系統的料匣可由任何合適方法來形成。合適的方法包括但不限於深沖壓、射出成形、起泡、吹氣成形及擠壓。

該料匣可包括一嘴件，該嘴件係配置成容許使用者在該嘴件上抽吸以將氣溶膠抽出進入他們的口中或肺內。當該料匣包括一嘴件時，該嘴件可包含一濾嘴。該濾嘴可具有低顆粒過濾效率或極低顆粒過濾效率。 或者，該嘴件可包含空心管。該嘴件可包括一氣流調節器，諸如一限制器。

可將該料匣設置於一嘴件管內。該嘴件管可包括一氣溶膠形成腔室。該嘴件管可包括一氣流調節器。該嘴件管可包括一濾嘴。該嘴件管可包括一紙板外殼。該嘴件管可在該紙板管內包括一或多個不滲透蒸氣的元件。該嘴件管可具有一類似傳統香菸的直徑，例如約7毫米。該嘴件管可具有一嘴端，其係設置成被放在使用者之口中以用來吸入其中氣溶膠。該料匣可被放在該嘴件管中，例如在嘴端之相反端。

該第一與第二腔室兩者或其中之一者可為封閉腔室。在此上下文中封閉意即在一端點為閉合的。有利地，從該腔室只有一個用於進出的開孔。該料匣外殼可包括至少一不滲透液體與蒸氣之界定該封閉空腔的外壁。有利地，該第一與第二腔室都為封閉腔室。封閉腔室的使用可減少滲漏的風險。該腔室兩者或其中之一者可由一或多個易碎的阻隔物密封。

該一或多個易碎的阻隔物可由任何合適材料形成。舉例而言，該一或多個易碎的阻隔物可由諸如包含金屬之箔或膜形成。當該料匣包括一或多個易碎的阻隔物密封該第一腔室與第二腔室兩者或其中之一者時，該裝置本體較佳地進一步包括一配置成使該一或多個易碎阻隔物破裂的穿孔部件。

或者或此外，該第一腔室與第二腔室兩者或其中之一者可被一或多個可移除之阻隔物密封。舉例而 言，該第一腔室與第二腔室兩者或其中之一者可由一或多個剝離封件密封。

該一或多個可移除之阻隔物可由任何合適材料形成。舉例而言，該一或多個可移除之阻隔物可由諸如包括金屬的箔或膜形成。

該第一與第二腔室兩者或其中之一者可由滲透蒸氣的元件密封，諸如隔膜或篩，其配置成容許蒸氣通過該隔膜或篩離開該第一與或二腔室。或者，該第一與第二腔室兩者或其中之一者可由壓力啟動閥密封，當跨越該閥之壓力差達到一臨界壓力時其容許蒸氣通過該閥釋放。

該第一與第二腔室可固定在一起但可彼此分開。該第一與第二腔室可分別設置然後由使用者以合適之機械互鎖裝置固定在一起，諸如卡扣配件或螺絲配件。或者，該第一與第二腔室可用一個別的保留或固定元件保持在一起。或者，該第一與第二腔室於使用中可維持分開。

藉由分開設置該第一與第二腔室，可提供給使用者一種混搭類型的選擇組合。第一腔室的內容物可提供用於傳送給使用者之特定劑量的目標化合物，諸如尼古丁或特定密度之氣溶膠，且讓使用者可有一選擇範圍。第二腔室的內容物可主要提供芳香味化合物。且讓使用者於該第二腔室有一選擇範圍。使用者可以從第一腔室的範圍選擇一腔室且從第二腔室的範圍選擇一腔室，然後將他們搭配在一起以形成一完整的料匣。

即使當該第一與第二腔室是設置成一起並永久地相互固定，製造商可採用同樣的混搭方式以提供一範圍的不同料匣總成。

該第一與第二腔室可彼此為相同的尺寸與形狀，或者他們彼此可有不同尺寸或形狀。可選擇該第一與第二腔室之尺寸與形狀以適應他們的內容物，並提供使用時的特定加熱速率。

亦可有兩個以上的腔室。可期望在該料匣總成中有三個或更多的腔室，其中至少兩個腔室有不同的內容物。

該料匣可具有任何合適形狀。

較佳地，該料匣係基本上為圓柱形。

該料匣可具有任何合適的大小。

該料匣可具有諸如約5毫米與約30毫米之間的長度。在特定實施例中，該料匣可具有約12毫米之長度。

該料匣可具有諸如約4毫米與約10毫米之間的直徑。在特定實施例中，該料匣可具有約7毫米之直徑。

氣溶膠產生系統可設置成包含一氣溶膠產生裝置以及根據上述之任一實施例的料匣。較佳的該氣溶膠產生裝置係為一電操作式氣溶膠產生裝置。較佳地，該氣溶膠產生系統係被配置成產生供使用者吸入之氣溶膠。該氣溶膠產生系統可為一手持型系統且可包括一使用時使用者用以抽吸的嘴件。

在一實施例中設置一氣溶膠產生系統，該系統包括一包括兩分開腔室的料匣，其中一腔室係含有呈凝膠形式之氣溶膠形成基材，而另一腔室含有用於吸入之化合物來源，該系統還包括一包括用於電熱器之電源供應器的氣溶膠產生裝置，該料匣係被配置成可拆卸地連結至該氣溶膠產生裝置或可拆卸地容置於該氣溶膠產生裝置中。分開腔室可個別地連接至該氣溶膠產生裝置或自該裝置移除。在一些實施例中，該料匣係被置於一嘴件管中，且該嘴件管係被可拆卸地容置於該氣溶膠產生裝置中。

供吸入之化合物來源可包括尼古丁來源和方香味來源兩者或其中之一者。

該電熱器可被配置成加熱該料匣以在該料匣中自該氣溶膠形成基材產生蒸氣。該裝置本體包括一電源供應器以及該電熱器。或者，該料匣可包括該電熱器之全部或一部分。

該氣溶膠產生系統之氣溶膠產生裝置可包括：具有一用於容納該料匣的空腔。該氣溶膠產生裝置可包括配置成控制從一電源供應器供應電源至該電熱器之一電加熱元件的電子電路。

該電加熱元件可包括一或多個加熱元件。

在較佳的實施例中，該電操作式氣溶膠產生裝置包括一電加熱元件以及一具有空腔的外殼，其中該被加熱之料匣係被容置於該空腔中。該加熱元件可合宜地造型成針、銷、桿或片狀且其可被插入至由該料匣總 成所界定的溝槽。

該電加熱元件可包括一或多個外部加熱元件、一或多個內部加熱元件或者是一或多個外部加熱元件和一或多個內部加熱元件。在此上下文中，外部意即在該空腔之外且內部意即在用於容納料匣的空腔之內。

該一或多個外部加熱元件可包括一陣列之圍繞該空腔之內表面排列的外部加熱元件。在某些實例中，該外部加熱元件沿著該空腔的縱向延伸。以這樣的安排，該加熱元件可沿著與料匣插入至空腔或自空腔移除相同的方向延伸。這可減少加熱元件和與裝置相關之料匣之間的干擾，其中該加熱元件並非對齊該空腔之長邊。在一些實施例中，該外部加熱元件沿著該空腔的長邊方向延伸且在圓周方向分開。當該加熱元件包括一或多個內部加熱元件時，該一或多個內部加熱元件可包括任何合適數量的加熱元件。舉例而言，該加熱元件可包括一單一內部加熱元件。該單一內部加熱元件可沿著該空腔之縱向延伸。

該電加熱元件可包含電阻材料。合適的電阻材料包括但不限於：半導體諸如摻雜陶瓷、「導電性」陶瓷(諸如二矽化鉬)、碳、石墨、金屬、金屬合金及由陶瓷材料和金屬材料製成之複合材料。這類複合材料可包括摻雜或未摻雜之陶瓷。適宜的摻雜陶瓷實例包含摻雜碳化矽。適宜的金屬實例包括鈦、鋯、鉭及鉑族金屬。合適的金屬合金之實例包括不鏽鋼、康銅、含鎳、含鈷、含鉻、含鋁、含鈦、含鋯、含鉿、含鈮、含鉬、含 鉭、含鎢、含錫、含鎵、含錳及含鐵之合金，以及基於鎳、鐵、鈷、不鏽鋼、Timetal®、鐵-鋁基合金及鐵-錳-鋁基合金之超合金。Timetal®係Titanium Metals公司(1999 Broadway Suite 4300,Denver,Colorado)之註册商標。在複合材料方面，取決於所需的能量轉移之動能及外部物理化學性質而定，電阻材料可以任選地被嵌入於絕緣材料中、用絕緣材料來封裝或塗佈，或者反之亦然。加熱元件可以包括在兩層惰性材料間絕緣之金屬蝕刻箔。在彼情況下，惰性材料可包含Kapton®、全聚醯亞胺或雲母箔。Kapton®係E.I.du Pont de Nemours and Company(1007 Market Street,Wilmington,Delaware 19898,美國)之註冊商標。

該電加熱元件可使用具有溫度與電阻率之間的限定關係之金屬來形成。在此等實施例中，金屬可形成為合適絕緣材料之兩個層之間的軌道。以此方式形成之電加熱元件可用作為加熱器及溫度感測器兩者。

當該電加熱元件包括一感受器時，該氣溶膠產生裝置本體較佳地包括一感應器，其被安排成在空腔中產生波動電磁場，且有連接至該感應器的一電源供應器。該感應器可包括一或多個產生波動電磁場之線圈。該線圈可圍繞該空腔。

較佳地，該裝置能夠產生介於1至30MHz之間、例如介於2至10MHz之間、例如介於5至7MHz之間的波動電磁場。較佳地，該裝置能夠產生場強度(H場)介於1至5kA/m之間、例如介於2至3kA/m之間、例如約2.5kA/m 的波動電磁場。

根據本發明之氣溶膠產生系統及氣溶膠產生裝置可包括一單一加熱器。此有利地提供簡單裝置構造。該單一加熱器可被配置成使用中定位於該空腔之外部的外部加熱器。或者，該單一加熱器可被配置為在使用中定位於該空腔之內部的內部加熱器並容置於該料匣之溝槽內。較佳地，該單一加熱器被配置為內部加熱器。

當該單一加熱器被配置成內部加熱器時，該氣溶膠產生裝置可有利地包括用以促進內部加熱器與該料匣正確對齊的導引構件。

較佳地，該單一加熱器為包含電阻材料之電加熱元件。該電加熱元件可包括非彈性材料，例如陶瓷燒結材料，諸如玻璃、氧化鋁(Al2O3)及氮化矽(Si3N4)，或印刷電路板或矽橡膠。或者，該電加熱元件可包括彈性、金屬材料，例如鐵合金或鎳鉻合金。

該單一加熱器可具有任何合適的形狀以加熱該料匣之兩個腔室。電加熱器可位於該第一與第二腔室之間，當該料匣係被連接至或容置於該裝置本體時。在較佳的實施例中，該單一加熱器為細長內部電加熱元件。在特別較佳的實施例中，該單一加熱器為細長內部電加熱元件，該電加熱元件具有大於其厚度的寬度，使得該細長內部電加熱元件呈加熱器片(heater blade)之形式。

較佳地，該加熱器不突出於該氣溶膠產生裝置。

該氣溶膠產生系統可包括多於一個的加熱器以容許用於該第一與第二腔室之不同的或選擇性的加熱。例如，可期望加熱該第一腔室至一與該第二腔室不同的溫度。

根據本發明之氣溶膠產生系統及氣溶膠產生裝置可進一步包括一或多個溫度感測器，該一或多個溫度感測器係配置成感測至少一個電熱器的溫度。在這樣的實施例中，控制器可被配置成基於感測到的溫度而控制至該電熱器的電源供應。

可使用任何合適之電子電路以控制至電加熱元件的電源供應。該電子電路可為一簡單開關。或者該電子電路可包括一或多個微處理器或微控制器。該電子電路可為可程式化的。

該電源供應器可為一DC電壓源。在較佳實施例中，電源供應器為電池。舉例而言，電源供應器可為鎳-金屬混合式電池、鎳鎘電池或鋰為主之電池，例如鋰-鈷、磷酸鋰鐵、或鋰-聚合物電池。電源供應器可替代為另一形式之電荷儲存裝置，諸如電容器。電源供應器可能需要再充電且可具有容許儲存足够能量以供具有一或多個氣溶膠產生料匣之氣溶膠產生裝置使用的容量。

較佳地，該氣溶膠產生裝置包括一含有電源供應器的本體部分以及一配置成與該本體部分接合的嘴件部分。該本體部分可被配置成在該本體部分之一空腔內容納該料匣或料匣總成。藉由設置與該料匣分開之可再使用的嘴件，該料匣的構造可為簡單且不貴。

較佳地，該氣溶膠產生裝置之該空腔係基本上為圓柱形。

如本文中參考本發明所使用，術語「圓柱」及「圓柱形」係指具有一對對置之基本上平坦之端面的基本上正圓柱體。

較佳地，該氣溶膠產生裝置之該空腔具有基本上等於或稍微大於該料匣之直徑的直徑。

有利地，該系統不包括用於傳送氣溶膠形成物至加熱器的傳送機構。該料匣之內容物在原地有利地加熱以產生所需之氣溶膠。在此上下文中在原地意即在使用之前容納該內容物之該第一與第二腔室內同樣的位置。不需要毛細管芯或幫浦。

當該料匣包括一或多個易碎的阻隔物密封該第一腔室以及第二腔室兩者或其中之一者時，該氣溶膠產生裝置較佳地進一步包括一配置成使該一或多個易碎阻隔物破裂的穿孔部件。

氣溶膠產生裝置較佳地為使一使用者舒適地持于單手之手指之間的一手持型氣溶膠產生裝置。

氣溶膠產生裝置在形狀上可基本上為圓柱形。氣溶膠產生裝置之長度可介於約70毫米至約120毫米之間。

10‧‧‧氣溶膠產生裝置

12‧‧‧裝置本體

14‧‧‧嘴件部分

16‧‧‧鋰離子電池

18‧‧‧電子控制電路

20‧‧‧料匣

22‧‧‧加熱器

24‧‧‧空腔

30、33‧‧‧第一腔室

34‧‧‧封閉溝槽

32、35‧‧‧第二腔室

36‧‧‧介面

37‧‧‧隔膜

38‧‧‧通道

39‧‧‧扣環

40、140‧‧‧腔室

42‧‧‧空氣入口孔

50‧‧‧密封元件

52‧‧‧穿孔元件

54‧‧‧通道

112‧‧‧裝置本體

114‧‧‧嘴件部分

116‧‧‧鋰離子電池

118‧‧‧電子控制電路

122‧‧‧加熱器

124‧‧‧空腔

134‧‧‧末端開放溝槽

142‧‧‧空氣入口

212‧‧‧裝置本體

214‧‧‧嘴件部分

216‧‧‧鋰離子電池

218‧‧‧電子控制電路

220‧‧‧電子電路

222‧‧‧感受器材料

224‧‧‧感應線圈

230‧‧‧第一腔室

232‧‧‧第二腔室

240‧‧‧腔室

242‧‧‧空氣入口

300‧‧‧嘴件管

330‧‧‧料匣

334‧‧‧空氣入口

335‧‧‧氣流通道

345‧‧‧空間

350‧‧‧氣流限制器

352‧‧‧間隔元件

355‧‧‧空氣入口

365‧‧‧內部氣流通道

340、360、370‧‧‧襯管

現將參看隨附圖式來進一步說明本發明，隨附圖式進一步說明根據本發明之實施例且其中：圖1為根據本發明之一第一實施例的一氣溶膠產生 系統的示意圖；圖2a為根據本發明之一第一實施例之嘴件部分的透視圖；圖2b為根據本發明之一第一實施例之料匣外殼的底部透視圖；圖2c為圖2b之料匣總成的頂部透視圖；圖2d顯示圖2b之料匣總成其中之一個腔室；圖3繪示根據本發明之一實施例，其中嘴件部分刺穿在料匣上的易碎封件；圖4為根據本發明之一進一步實施例之一氣溶膠產生系統的示意圖；圖5為根據本發明之另一實施例的一氣溶膠產生系統的示意圖；圖6a為根據本發明之一進一步之實施例之置於嘴件管中的料匣總成的示意圖；圖6b為圖6a之嘴件管內之元件的分解視圖；以及圖7為氣流通過圖6a之嘴件管的示意圖。

圖1為根據本發明之一第一實施例的一氣溶膠產生系統的示意圖。該系統包括一氣溶膠產生裝置10以及一可取代的料匣20。該氣溶膠產生裝置包括一裝置本體12以及一嘴件部分14。

裝置本體12包括一電源供應器，其為鋰離子電池16與電子控制電路18。該裝置本體亦包括加熱器22，其以片狀形式插入該裝置本體之外殼內的一空腔24中 。該加熱器係為在陶瓷基材材料上包括電阻軌道的電熱器。控制電路係被配置成控制從電池16至電熱器22的電源供應。

嘴件部分14使用簡單的按壓配件接合至該裝置本體，儘管可使用任何類型的連接，諸如卡扣配件或螺絲配件。此實施例中的嘴件部分係簡單地為錐形中空管，不具任何濾嘴元件，且更詳細地顯示於圖2a。然而，在該嘴件部分包括一或多個濾嘴元件係為可能的。該嘴件部分包括空氣入口孔42並封閉氣溶膠形成腔室40(顯示於圖1)，在進入使用者口中前蒸氣可於該腔室中凝結於氣流內。

料匣20包括界定兩封閉腔室的一外殼。該二腔室30、32在嘴件端為開放的。一隔膜37(顯示於圖1)密封該腔室的開放端。可在該膈膜上設置一可移除的封件，使用者在使用之前剝除該封件。為使加熱器22可被容置於內，在該二腔室之間設置一封閉溝槽34。封閉溝槽34係在嘴件端閉合。第一腔室30係容納一含有尼古丁及氣溶膠形成物的第一凝膠，且第二腔室32係容納一含有碎菸草葉的第二凝膠。

圖2b為料匣總成外殼的底部透視圖。圖2c為料匣組合總成的一透視圖。料匣20的形狀基本上為圓柱形。第一與第二腔室33、35為分開的且有相同的大小和形狀，並在介面36保持在一起。藉由一扣環39將第一與第二腔室33、35保持在一起。兩個腔室外殼都與扣環39接合。將腔室保持在一起的其他方法係為可能的，諸如 一分開的扣夾或托架，或者在每一腔室上提供互鎖或卡扣配件功能。當腔室保持在一起時，其之間形成封閉溝槽34。將通道38設置於腔室35的一器壁內，以接合在空腔24內之相對應的肋條。這確保料匣總成只能由一方向插入至空腔24，其中加熱器片係容置於溝槽34中。

圖2d顯示示於圖2b與2c中之一腔室的外殼，顯示封閉溝槽34的形狀。溝槽形狀符合加熱器的片狀外形。

第一腔室30中的第一凝膠包括一或二種氣溶膠形成物諸如甘油和聚乙二醇。可使氣溶膠形成物的相對濃度適合於該系統的特殊要求。在此實施例中，在第一腔室30的凝膠包括(以重量計)：2%尼古丁、70%甘油、27%水、1%洋菜膠。

較佳的膠凝劑為洋菜膠。其有在溫度高於85℃時熔化並在40℃左右回復成凝膠的性質。此性質使其適合用於炎熱的環境。舉例而言，凝膠不會在50℃熔化是有用的，若該系統被留在太陽下炎熱的汽車中。在85℃左右相轉移成液體意即只需將凝膠加熱至一相對的低溫以引發氣溶膠化，容許低能量消耗。只使用洋菜醣而非洋菜膠是有益的，其中洋菜醣為洋菜膠的成份之一。

在第二腔室32的第二凝膠包括(以重量計)：65%甘油、20%水、14.3%固體粉末狀菸草、0.7%洋菜膠。

在任一凝膠形成之前，可將進一步或不同的 風味，諸如薄荷醇，添加至水中或丙二醇或甘油中。

亦可選擇設置在每一料匣中的凝膠的量以適合特殊需要。每一料匣可含有足夠凝膠以提供單一劑量或使用期間給一使用者，或者可包含足夠的凝膠給多個或許多劑量或使用期間。

運作時，系統被配置成在一持續加熱模式下運作。此係意味加熱器22在運作期間從自始至終加熱該料匣，而非回應所感測到的使用者之抽吸。使用者使用一簡單開關(未顯示)開啟該系統而加熱器加熱該料匣。一溫度感測器亦可包含於該系統中，以便提供使用者達到運作溫度時的指示，在該溫度產生氣溶膠。當加熱高於85℃，凝膠成為液體。當溫度介於180℃至250℃時產生含有尼古丁與甘油的氣溶膠。於運作期間，加熱器在約250℃運作。加熱器可在啟動後運作一段固定的時間，譬如6分鐘，或可運作直到使用者關閉系統開關。運作時間可取決於含在料匣內的凝膠量。

料匣外殼係由鋁形成，鋁為良好的導熱體。加熱器從未與凝膠或任何產生的蒸氣或氣溶膠接觸。其被放在封閉溝槽34中，且因此與所產生的氣溶膠隔離。此確保沒有凝結物積聚在加熱器上，其可能導致在運作過程中有不合期望的化合物產生。

圖3繪示一實施例，其中該料匣之每一腔室係以一易碎密封元件密封。嘴件部分係用於刺穿該密封元件以容許生成於該腔室之蒸氣可離開該二腔室。

圖3a繪示將料匣20插入至裝置12。如同圖1 ，該料匣包括第一與第二腔室30、32以及一兩腔室之間的封閉溝槽34。該腔室係以密封元件50密封。

圖3b顯示該料匣插入該裝置，且加熱器22容置於腔室之間的溝槽34中。接著將一嘴件部分14連接至裝置本體部分12。圖3b繪示該嘴件的插入方向。該嘴件部分係被設置成有穿孔元件52，其中穿孔元件係用以刺穿該易碎的密封元件並提供一離開通道54給形成與第一與第二腔室中的蒸氣。

圖3c顯示位於完全插入位置的嘴件部分14，且穿孔元件52延伸進入該第一與第二腔室並容許蒸氣從第一與第二腔室30、32離開進入該嘴件部分的一氣溶膠形成腔室。在被使用者吸入之前，蒸氣在嘴件腔室內冷卻並被夾帶於氣流中以形成氣溶膠。如同圖1之實施例，該嘴件部分可設置成有空氣入口。或者或此外，進入該嘴件部分的氣流路徑可設置成通過該裝置。或者或此外，氣流路徑可設置成通過該第一與第二腔室。

圖4為根據本發明之一進一步實施例之一氣溶膠產生系統的示意圖。在圖4之實施例中，加熱器122係在該裝置部分之空腔的外部，其中該料匣總成係被容置於而非延伸入形成於料匣組合之間的的溝槽內。裝置本體112包括一電源供應器，其為鋰離子電池116與電子控制電路118。該裝置本體亦包括加熱器122，其沿著該裝置本體之外殼內的空腔124延伸。該加熱器係為在彈性基材上包括電阻軌道的電熱器。特別地，該加熱元件包括一形成軌道的金屬蝕刻箔，其置於兩層的Kapton®之間 。藉由提供包括在彈性基材上之電阻軌道的加熱器，該加熱器可較容易操作並形成符合該空腔所需的形狀。該控制電路係被配置成控制從電池116至電熱器122的電源供應。

圖4之料匣與圖1所示之料匣相似。該料匣之兩個腔室內的凝膠組成物可與圖1之實施例相同。該料匣外殼也是由鋁所形成。然而，在圖4之實施例中設置一末端開放溝槽134而非一封閉的溝槽。末端開放溝槽134提供從裝置本體上之空氣入口142至嘴件部分114上之氣溶膠形成腔室140的氣流路徑。可使用與圖3所示相似的料匣穿孔安排，以使用嘴件部分114打開該料匣，為不同的氣流路徑做出合適的適應。如同圖1之實施例，兩個腔室可為分開的並放在一起，或者在使用時可自始至終保持分開。

運作時，系統被配置成在一持續加熱模式下運作，如同圖1之實施例。此係意味加熱器122在運作期間從自始至終加熱該料匣，而非回應所感測到的使用者之抽吸。使用者使用一簡單開關(未顯示)開啟該系統而加熱器加熱該料匣。一溫度感測器亦可包含於該系統中，以便提供使用者達到運作溫度時的指示。當加熱高於85℃，凝膠成為液體。當溫度介於180℃至250℃時產生含有尼古丁與甘油的氣溶膠。於運作期間，加熱器在約250℃運作。加熱器可在啟動後運作一段固定的時間，譬如6分鐘，或可運作直到使用者關閉系統開關。

圖5為根據本發明之又一實施例的氣溶膠產 生系統的示意圖。圖5之實施例係使用感應式加熱而非使用電阻加熱進行操作。取替在容納該料匣的空腔周圍或內部使用電阻加熱，該裝置本體在這個做為料匣一部分的實例中係包括一圍繞該空腔的感應線圈以及一設置在該空腔內的感受器。

裝置本體212包括一電源供應器，其為鋰離子電池216與電子控制電路218。該裝置本體包括一圍繞該裝置本體之外殼內的空腔的感應線圈224。該裝置本體亦包括產生AC訊號的電子電路220，該訊號係被提供至感應線圈224。

嘴件部分214與圖1所示之嘴件部分相似，並封閉氣溶膠形成腔室240。在這個實例中，將空氣入口242設置於嘴件管部分與裝置本體的接合點上。

圖4之料匣與圖1所示之料匣相似。該料匣之兩個腔室內的凝膠組成物可與圖1之實施例相同。然而，與其有一用於容納加熱器之封閉空，該二腔室鄰接的器壁包括在交流磁場中發熱的感受器材料222，諸如一層鐵。此實例之感受器材料係被設置成為料匣的一部分而非裝置本體的一部分，但感受器係可被設置成裝置本體的一部分或者同時在料匣與裝置本體內。整個料匣外殼可由感受器材料所形成，或者感受器材料可被設置成為料匣之一或多個表面上的塗層。亦可能將感受器材料設置於該第一與第二腔室之間，懸吊在凝膠內或含在其內的其他材料內。

以參照圖1所述之相同方式設置一密封元件 以密封該第一與第二腔室。可使用與圖3所示相似的料匣穿孔安排，以使用嘴件部分114打開該料匣，為不同的氣流路徑做出合適的適應。或者，可使用一簡單可剝除的封件以及設置滲透蒸氣的隔膜橫跨第一與第二腔室230、232的開放端。

運作時，系統被配置成在一持續加熱模式下運作，如同圖1之實施例。此係意味當使用者將裝置開關打開，該裝置供應AC訊號到感應線圈以在空腔內產生交流磁場。這在感受器內感應出電流使得該感受器發熱。若使用鐵磁材料作為感受器，磁滯損耗亦可有助於發熱。在此上下文中感應線圈可被描述為感應加熱器。藉由控制AC訊號的大小和頻率，第一與第二腔室內的溫度可被控制。可在空腔內設置溫度感測器並使用回饋式控制循環。再次，感應加熱器可在啟動後運作一段固定的時間，譬如6分鐘，或可運作直到使用者關閉系統開關。

圖6a為本發明之一進一步之實施例的示意圖。圖6a之實施例中，料匣330係被置於嘴件管300之內。一氣流限制器350與襯管340、360、370亦被放置在該嘴件管內。放置在嘴件管330內的組件以分解圖顯示於圖6b。

料匣330與圖2c所示之料匣相似且包括分開的腔室外殼。然而料匣330沒有任何隔膜或密封元件，但包括形成於料匣器壁內之氣流通道335以及位在氣流通道頂部之空氣入口334以容許空氣進入該第一與第二腔室的開放端。

該嘴件管係由直徑6.6毫米且長度45毫米的紙板形成。襯管340係由聚醚醚酮(PEEK)所形成並設置以防止該紙板嘴件管在嘴件管中吸收濕氣。襯管可做得非常薄，在此實施例中的厚度為0.3毫米。在襯管360內設置限制器350以限制氣流，以確保空氣與來自料匣的蒸氣混合並確保氣溶膠產生在限制器後的空間中。

圖7繪示圖6a之嘴件管運作時在其中的氣流。嘴件管係顯示於圖1所示類型之裝置12的空腔24之中，但沒有嘴件14。圖7只繪示容納嘴件管的裝置末端。電池與控制電路並未顯示。該裝置包括空氣入口355，其容許空氣進入形成於該裝置內沿著空腔24周圍的內部氣流通道365。間隔元件352係位於一空腔基部以容許空氣從內部氣流通道365流入空腔24，然後進入料匣330內的氣流通道335，接著通過空氣入口334進入嘴件管的內部。

圖6a與6b所示之料匣可被圖1所示類型之加熱器或圖4或5所示類型的加熱器加熱。運作時，該系統係被配置成在一持續加熱模式下運作如圖1。此係意味該加熱器在運作期間從自始至終加熱該料匣，而非回應所感應到的使用者之抽吸。使用者使用一簡單開關(未顯示)開啟該系統而加熱器加熱該料匣。在第一與第二腔室的凝膠加熱後變成液體且在溫度介於180℃和250℃時產生含有尼古丁和甘油的蒸氣。

當該系統處於運作溫度時，使用者在嘴件管之嘴端吮吸以吸取空氣通過嘴件管。空氣被吸取進入該嘴件管的遠端，與內部通道365相反的嘴件端。空氣沿著 氣流通道335前進並通過空氣入口334進入空間345。空氣在空間345與來自第一與第二腔室的蒸氣混合。混合的空氣與蒸氣接著通過限制器350，之後其冷卻以持續形成氣溶膠，在被吸取進入使用者口中前。運作後，該嘴件包含料匣可被從該裝置退下並被處置。此類型嘴件管可用包裝組銷售以提供該系統的多次運作。

所述之實施例已每每被描述為配置成操作持續的加熱方案，於其中加熱器被啟動一預定時間週期，在此時段中使用者可有多次抽吸。然而，所述系統可被配置成以不同方式運作。舉例而言，可只有每次使用者抽吸時才提供電源至加熱器或感應線圈，根據來自系統內之氣流感測器的訊號。或者或此外，接至加熱器的電源或感應線圈可回應使用者啟動按鈕或開關而被打開和關閉。

這些圖顯示本發明的特定實施例。但應該清楚，可在本發明之範圍內對所述實施例進行變化。特別是，可對空氣通過該系統設置不同的安排，以及設想不同的加熱安排，例如非電子加熱器。

10‧‧‧氣溶膠產生裝置

12‧‧‧裝置本體

14‧‧‧嘴件部分

16‧‧‧鋰離子電池

18‧‧‧電子控制電路

20‧‧‧料匣

22‧‧‧加熱器

24‧‧‧空腔

30‧‧‧第一腔室

32‧‧‧第二腔室

34‧‧‧封閉溝槽

37‧‧‧隔膜

40‧‧‧腔室

42‧‧‧空氣入口孔

Claims (17)

1. 一種用於氣溶膠產生系統的料匣，該料匣包括：一具有一第一腔室外殼的第一腔室以及一與該第一腔室分開且具有一第二腔室外殼的第二腔室，其中該第一腔室含有呈凝膠形式的氣溶膠形成基材，且其中該第二腔室含有一用於吸入之化合物來源，其中該第一與第二腔室外殼係為分開的或者是可彼此分離的。
2. 如申請專利範圍第1項所述之料匣，其中該第一與第二腔室外殼係藉由一機械互鎖裝置或藉由一扣接元件連接在一起。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之料匣，其中該凝膠包括一熱可逆凝膠。
4. 如前述申請專利範圍中任一項所述之料匣，其中該凝膠包括洋菜膠或洋菜醣或結冷膠或海藻酸鈉。
5. 如前述申請專利範圍中任一項所述之料匣，其中該用於吸入之化合物來源包括尼古丁或芳香味來源。
6. 如前述申請專利範圍中任一項所述之料匣，其中該第二腔室係含有一第二凝膠，該第二凝膠包括有所述用於吸入之化合物來源。
7. 如前述申請專利範圍中任一項所述之料匣，其中該第一腔室係含有一尼古丁來源。
8. 如前述申請專利範圍中任一項所述之料匣，其中該第二腔室係含有固態菸草材料。
9. 如前述申請專利範圍中任一項所述之料匣，其中該料 匣包括一介於該第一與第二腔室之間的溝槽。
10. 如申請專利範圍第9項所述之料匣，其中該溝槽係為一封閉溝槽。
11. 如前述申請專利範圍中任一項所述之料匣，其中該第一與第二腔室係含有不同的組成物。
12. 如前述申請專利範圍中任一項所述之料匣，其中該第一與第二腔室係為封閉腔室。
13. 如前述申請專利範圍中任一項所述之料匣，其中該外殼包括一感受器層。
14. 一種氣溶膠產生系統，其包括如前述申請專利範圍中任一項所述的料匣以及包括用於電熱器之電源供應器的裝置本體，該料匣係被配置成可拆卸地連結至或可拆卸地容置於該裝置本體。
15. 如申請專利範圍第14項所述之氣溶膠產生系統，其中該電熱器係被配置成加熱該料匣以在該料匣總成內從該氣溶膠形成物產生蒸氣，但其中該加熱器不直接接觸該氣溶膠形成基材。
16. 如申請專利範圍第14或15項所述之氣溶膠產生系統，其中該加熱器係被配置成在該第一腔室外殼內加熱氣溶膠形成基材。
17. 如申請專利範圍第14、15或16項所述之氣溶膠產生系統，其中該裝置本體包括電源供應器與電熱器，且其中於該料匣連接至或容置於該裝置本體時，該電熱器係位於該第一與第二腔室之間。